mTOR信號通路是維持細胞正常生長、發育的重要通路之一，並且該通路調控異常與乳腺癌、肺癌、肝癌和結腸癌等多種腫瘤的發生發展關係密切。在細胞內的mTOR主要以mTORC1和mTORC2這兩種蛋白複合體的形式存在。mLST8 是mTORC1複合體和mTORC2複合物中的共有組成成分。 mLST8不是mTORC1複合體活性激活的必需成分，而是mTORC2複合體活性激活的必需組分。但目前對於mLST8參與mTORC2 複合體的組裝和動態調控的了解還不夠透徹。
Keap1是Cullin 3 家族 E3 泛素連接酶的一個底物識別亞基，Cullin 3 泛素 E3 連接酶複合體（Cul3-RBX1-BTB）是由支架蛋白 Cullin 3，催化亞基 RBX1 和一個含有 BTB 結構域的底物識別亞基組成。 Keap1在腎癌、胃癌、結直腸癌、肝細胞癌和肺癌等多種腫瘤均發生不同頻率的失活突變。 Keap1是一個研究得較為深入的腫瘤抑製基因，已經報道 Keap1的生物學功能大部分集中在其對底物蛋白氧化應激相關轉錄因子—NRF2的泛素化降解，進而調控細胞的氧化應激反應。但目前對於 Keap1介導的非NRF2相關的生物學過程的研究仍然不夠深入。
2023年9月6日，万博英超狼队网官方网 王陳繼團隊、同濟大學附屬第一婦嬰保健院高昆團隊和內蒙古自治區人民醫院莫仁團隊合作在Redox Biology在線發表了題為Disruption of the Keap1-mTORC2 axis by cancer-derived Keap1/mLST8 mutations leads to oncogenic mTORC2-AKT activation的研究論文（圖一）。該研究發現CRL3Keap1 E3泛素連接酶通過一個保守的ETGE基序與mLST8結合, 介導了mLST8的非降解型泛素化修飾，從而抑製mTORC2複合物的組裝以及mTORC2-AKT活性的分子機製。
鑒於mLST8是mTORC2複合體的關鍵成分，研究人員通過親和純化的方法分離mLST8蛋白複合體，然後用質譜分析的方法鑒定新的mLST8結合蛋白，進而推斷新的mTORC2調控模式。通過該方法，研究人員首次發現並確證了Keap1是一個新的mLST8互作蛋白。Keap1通過識別mLST8蛋白序列中的一個典型Keap1 結合基序（300-ETGE-303 aa）與mLST8相互作用，並且可以對mLST8進行泛素化修飾，但是與NRF2的泛素化降解不同，此修飾不影響mLST8的蛋白水平。在腫瘤中，mLST8的ETGE基序內發生的氨基酸突變（G302R和E303D）減弱了 mLST8和Keap1 的相互作用，以及 Keap1 對 mLST8的泛素化修飾。另外，癌症來源的 Keap1 突變體和 mLST8 的互作顯著降低，並且Keap1 對 mLST8 的泛素化修飾也明顯減弱。 腫瘤中Keap1失活突變、或mLST8的ETGE基序發生突變以及細胞處於氧化應激的條件下，可以解除Keap1對mTORC2-AKT信號通路的抑製作用，
後續的實驗證實，細胞在正常狀態下，Keap1 介導 mLST8 的非降解型泛素化修飾，導致mLST8 脫離 mTORC2 複合體，mTORC2 複合體組裝受阻，活性下降，其下遊AKT 激酶活性保持在較低水平；在某些腫瘤中以及細胞在氧化應激的條件下，Keap1 或者mLST8失活， mLST8 不能被 Keap1 泛素化修飾，遊離的 mLST8 更多地參與 mTORC2 複合體組裝，mTORC2 複合體及其下遊的 AKT 激酶活性上升，進而促進細胞的增殖、遷移、侵襲、錨定非依賴性生長、移植瘤體生長和細胞糖代謝重構等腫瘤惡性轉化表型（圖二）。
總之，這項工作本研究首次提出了“Keap1-mTORC2-AKT”信號調節軸失調在腫瘤發生發展過程中的重要作用，為mTOR、AKT抑製劑應用於Keap1突變型腫瘤的靶向治療提供了理論基礎。
圖二、Keap1-mTORC2-AKT 信號通路的動態調控分子機製
万博英超狼队网官方网 博士生陳瑩佶、焦冬月，碩士生何慧瑩為該論文共同第一作者。王陳繼、高昆和莫仁為該論文的共同通訊作者。
原文連接：https://doi.org/10.1016/j.redox.2023.102872